論文の概要: Considerations for evaluating thermodynamic properties with hybrid
quantum-classical computing work-flows
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.02303v2
- Date: Fri, 6 Aug 2021 17:15:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 05:06:14.694770
- Title: Considerations for evaluating thermodynamic properties with hybrid
quantum-classical computing work-flows
- Title（参考訳）: ハイブリッド量子古典計算による熱力学特性の評価に関する考察
- Authors: Spencer T. Stober, Stuart M. Harwood, Donny Greenberg, Tanvi P.
Gujarati, Sarah Mostame, Dimitar Trenev
- Abstract要約: 量子コンピュータにおける量子化学の応用は、現在、変分量子固有解法アルゴリズムに大きく依存している。
本稿では、熱力学特性を計算するために、ハイブリッド量子古典型ワークフローの要約を示す。
作業フローオプションの選択を慎重に行うことで、等価な計算時間でほぼオーダーオブマグニチュードの精度が向上できることが示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum chemistry applications on quantum computers currently rely heavily on
the variational quantum eigensolver (VQE) algorithm. This hybrid
quantum-classical algorithm aims at finding ground state solutions of molecular
systems based on the variational principle. VQE calculations can be
systematically implemented for perturbations to each molecular degree of
freedom, generating a Born-Oppenheimer potential energy surface (PES) for the
molecule. The PES can then be used to derive thermodynamic properties, which
are often desirable for applications in chemical engineering and materials
design. It is clear from this process that quantum chemistry applications
contain a substantial classical computing component in addition to steps that
can be performed using a quantum computer. In order to design efficient
work-flows that take full advantage of each hardware-type, it is critical to
consider the entire process so that the high-accuracy electronic energies
possible from quantum computing are not squandered in the process of
calculating thermodynamic properties. We present a summary of the hybrid
quantum-classical work-flow to compute thermodynamic properties. This work-flow
contains many options that can significantly affect the efficiency and the
accuracy of the results, including classical optimizer attributes, number of
ansatz repetitions, and how the vibrational Schroedinger equation is solved to
determine vibrational modes. We also analyze the effects of these options by
employing robust statistics along with simulations and experiments on actual
quantum hardware. We show that through careful selection of work-flow options,
nearly order-of-magnitude increases in accuracy are possible at equivalent
computing time.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上の量子化学の応用は現在、変分量子固有ソルバ(vqe)アルゴリズムに大きく依存している。
このハイブリッド量子古典アルゴリズムは、変動原理に基づく分子系の基底状態解を見つけることを目的としている。
VQE計算は、各分子の自由度に対する摂動に対して体系的に実施することができ、分子に対してボルン・オッペンハイマーポテンシャルエネルギー表面(PES)を生成する。
PESは熱力学特性の導出に利用でき、しばしば化学工学や材料設計への応用に好適である。
このプロセスから、量子化学アプリケーションは量子コンピュータを用いて実行できるステップに加えて、かなり古典的な計算要素を含んでいることは明らかである。
各ハードウェアタイプを最大限に活用した効率的なワークフローを設計するためには、量子コンピューティングから得られる高精度な電子エネルギーが熱力学特性の計算過程において妨げられないように、プロセス全体を考えることが重要である。
熱力学特性を計算するためのハイブリッド量子古典型ワークフローの要約を示す。
このワークフローには、古典的なオプティマイザ属性、アンサッツ反復数、振動モードを決定するための振動シュレーディンガー方程式の解法など、結果の効率と精度に大きな影響を及ぼす多くのオプションが含まれている。
また,実際の量子ハードウェア上でのシミュレーションや実験とともに,ロバストな統計値を用いることで,これらの選択肢の効果を解析した。
作業フローオプションを慎重に選択することで,同等の計算時間内にほぼ桁違いに精度が向上できることを示す。
関連論文リスト
- Calculating the energy profile of an enzymatic reaction on a quantum computer [0.0]
量子コンピューティングは、量子化学計算を可能にするための有望な道を提供する。
最近の研究は、ノイズ中間量子(NISQ)デバイスのためのアルゴリズムの開発とスケーリングに向けられている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-20T18:00:01Z) - Folded Spectrum VQE : A quantum computing method for the calculation of
molecular excited states [0.0]
分子励起状態の計算のための変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムの拡張としてのFolded Spectrum (FS)法
量子モンテカルロの文献の分散に基づく手法に触発され、FS法はエネルギーの分散を最小限に抑え、計算コストのかかる2乗ハミルトン式を必要とする。
FS-VQE法を小分子に適用し,計算コストを大幅に削減する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-08T15:34:56Z) - Quantum Eigenvector Continuation for Chemistry Applications [57.70351255180495]
我々は、既に計算済みの基底状態を利用することで、相当量の(量子)計算作業を省くことができることを示す。
いずれの場合も、比較的少数の基底状態を用いてPSSを捕捉できることが示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-28T19:22:58Z) - Potential energy surfaces inference of both ground and excited state
using hybrid quantum-classical neural network [0.0]
変分量子固有解器のシュロゲートモデリングのためのハイブリッド量子古典ニューラルネットワークが提案されている。
サブスペース探索型変分量子固有解法を用いて, 地中および励起状態のPSSを化学的精度で推定できるようにモデルを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-06T14:28:44Z) - Quantum computing for classical problems: Variational Quantum
Eigensolver for activated processes [0.0]
本稿では,Fokker-Planck-Smoluchowski固有値問題を解くための変分量子固有解法の開発と実装について報告する。
量子化学問題に対処するために一般的に採用されるそのようなアルゴリズムは、量子コンピュータの新しい応用への道を開く古典的なシステムに効果的に適用可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-27T18:16:16Z) - Computing molecular excited states on a D-Wave quantum annealer [52.5289706853773]
分子系の励起電子状態の計算にD波量子アニールを用いることを実証する。
これらのシミュレーションは、太陽光発電、半導体技術、ナノサイエンスなど、いくつかの分野で重要な役割を果たしている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-01T01:02:17Z) - Quantum-Classical Hybrid Algorithm for the Simulation of All-Electron
Correlation [58.720142291102135]
本稿では、分子の全電子エネルギーと古典的コンピュータ上の特性を計算できる新しいハイブリッド古典的アルゴリズムを提案する。
本稿では,現在利用可能な量子コンピュータ上で,化学的に関連性のある結果と精度を実現する量子古典ハイブリッドアルゴリズムの能力を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-22T18:00:00Z) - Optimizing Electronic Structure Simulations on a Trapped-ion Quantum
Computer using Problem Decomposition [41.760443413408915]
量子リソースの最小化に重点を置いたエンドツーエンドパイプラインを,精度を維持しながら実験的に実証した。
密度行列埋め込み理論を問題分解法として、イオントラップ量子コンピュータを用いて、電子を凍結せずに10個の水素原子の環をシミュレートする。
我々の実験結果は、量子ハードウェア上で大きな分子を正確にシミュレートする問題分解の可能性の早期実証である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-14T01:47:52Z) - Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。
どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。
勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:52:04Z) - Benchmarking the Variational Quantum Eigensolver through Simulation of
the Ground State Energy of Prebiotic Molecules on High-Performance Computers [0.0]
我々は,小分子の基底状態エネルギーを計算するために,Qiskit ソフトウェアパッケージに実装されている変分量子固有解法 (VQE) を用いている。
この研究は、前生物化学に関連する分子の電子構造とエネルギー表面を計算するアルゴリズムをベンチマークすることを目的としている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-26T13:29:41Z) - Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum
annealer [62.997667081978825]
本研究は、D-Wave 2000Q量子アニール上の分子電子ハミルトニアン固有値-固有ベクトル問題を解くために、一般量子アニール固有解法(QAE)アルゴリズムを実装した。
そこで本研究では,D-Waveハードウェアを用いた各種分子系における基底および電子励起状態の取得について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-02T22:46:47Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。